Vacuüm Buismeter (VTVM)
Definitie en Overzicht van de Vacuümbuizenvoltmeter (VTM)
Een Vacuümbuizenvoltmeter (VTM) wordt gedefinieerd als een type voltmeter dat vacuümbuizen gebruikt om de wisselstroom (AC) en gelijkstroom (DC) spanningen die worden gemeten te versterken. De integratie van vacuümbuizen verhoogt aanzienlijk de gevoeligheid van de voltmeter, waardoor ze uiterst zwakke elektrische signalen met opmerkelijke precisie kan detecteren.
Elektronische voltmeters, waaronder de VTM, zijn veelzijdige instrumenten die worden gebruikt voor het meten van verschillende aspecten van elektrische spanning, zoals directe spanning, effectieve waarde (RMS) spanning en piekspanning binnen een elektrisch systeem. Vacuümbuizen bieden verschillende unieke voordelen, waaronder hoge ingangsimpedantie, een breed frequentiebereik en uitzonderlijke gevoeligheid.
Een van de meest opvallende voordelen van de VTM is de minimale stroomopname in vergelijking met andere types meters. In een VTM wordt het meetsignaal rechtstreeks naar de vacuümbuis van het apparaat gevoerd. De vacuümbuis versterkt vervolgens het signaal en stuurt het door naar de afwijkmeter, die de gemeten spanning weergeeft.
Soorten Vacuümbuizenvoltmeter
De Vacuümbuizenvoltmeter kan worden ingedeeld in de volgende soorten:
Diode Type
Piekwaarde Diode Vacuümbuizenvoltmeter
Enkele Triode
Gebalanceerde Triode Type
Rectifier Versterker Type
Versterker Rectifier Type
Eenvoudig Diode Type Voltmeter
Diode Voltmeter Schakeling
De schakeling van een diode voltmeter bestaat doorgaans uit een Permanent Magnet Moving Coil (PMMC) meter, een belastingweerstand en een vacuümbuisdiode. Wanneer de vacuümbuisdiode in serie met een weerstand is verbonden, dient deze om de sterkte van zwakke elektrische signalen te versterken. Dankzij de aanwezigheid van de vacuümbuis wordt het gehele systeem veel gevoeliger dan een standaard voltmeter.
Om nauwkeurige spanningmetingen van de voltmeter te garanderen, is het cruciaal dat de stroom en spanning een direct evenredig verband hebben. Dit wordt bereikt door het gebruik van een serie-weerstand, die helpt bij het lineariseren van de respons van de meter. Het schakelingsdiagram van de diode vacuümbuizenvoltmeter is hieronder afgebeeld, wat een visuele weergave geeft van de componentenindeling en werking.
Kenmerken en Beperkingen van de Diode Vacuümbuizenvoltmeter
In een diode vacuümbuizenvoltmeter is de weerstand van de serie-weerstand aanzienlijk hoger dan die van de vacuümbuisdiode. Daarom kan de weerstand van de buis effectief worden genegeerd. Deze opstelling maakt een lineair verband mogelijk tussen de spanning en stroom in het circuit. Wanneer de ingangsvoeding wordt toegepast, veroorzaakt dit de wijzer van de Permanent Magnet Moving Coil (PMMC) meter te bewegen, waarbij de positie van de wijzer de grootte van de gemeten spanning aangeeft.
Belangrijkste Kenmerken van de Diode Vacuümbuizenvoltmeter
Ingangsimpedantie: De ingangsimpedantie van de voltmeter is gelijk aan de waarde van de serie-weerstand. Hoewel hoogspanningsweerstanden worden gebruikt, verminderen ze eigenlijk de gevoeligheid van de meter. Dit verband tussen weerstand en gevoeligheid is een cruciaal aspect van het ontwerp en de werking van de meter.
Frequentiebereik: Het frequentiebereik van de diode voltmeter wordt direct beïnvloed door de waarde van de serie-weerstand. Een hogere waarde van de serie-weerstand leidt tot een vermindering van het frequentiebereik van de meter. Dit inverse verband betekent dat het aanpassen van de serie-weerstand de reeks frequenties kan controleren die de voltmeter nauwkeurig kan meten.
Toepassingsbeperkingen: Vanwege de relatief lage ingangsimpedantie en beperkte frequentiebereik, vindt de vacuümbuizenvoltmeter toepassing in slechts een beperkt aantal toepassingen. Deze beperkingen maken het minder geschikt voor scenario's die hoge-gevoeligheidsmetingen over een breed spectrum van frequenties vereisen.
Piekwaarde Diode Vacuümbuizenvoltmeter
Dit type voltmeter bevat een condensator in zijn schakelingsontwerp. Wanneer de condensator in serie met de weerstand is verbonden, wordt de resulterende configuratie de Serie Type Piekwaarde Diode Leesvacuümbuizenvoltmeter genoemd. Daarentegen, in de gecompenseerde shunt type voltmeter, is de condensator parallel verbonden met de serie-weerstand. Deze verschillende arrangementen van de condensator en weerstandcomponenten geven aanleiding tot kenmerkende werkingseigenschappen en meetcapaciteiten voor elk type piekleesvoltmeter, waardoor ze kunnen worden toegepast in diverse elektrische meetscenario's waar piekspanningsbepaling vereist is.
Werking en Evolutie van Piekwaarde Diode Vacuümbuizenvoltmeters
De werking van zowel serie- als shunttype pieklees diode vacuümbuizenvoltmeters is vrij vergelijkbaar. Tijdens de werking laadt de condensator in het circuit op tot de positieve piekspanning van de wisselspanning (AC) voeding. Vervolgens ontladen deze via de shuntweerstand, waardoor de spanning daalt. De spanning wordt vervolgens gerectificeerd door de Permanent Magnet Moving Coil (PMMC) meter, die in serie met de weerstand is verbonden. Opmerkelijk is dat de piekspanning van het ingangssignaal direct evenredig is met de uitgangsspanning van de rectifier, waardoor een accurate meting van piekwaarden mogelijk is.
Historisch gezien speelden vacuümbuizenvoltmeters een belangrijke rol in het meten van elektrische spanningen. Echter, met de vooruitgang van de elektronica zijn ze grotendeels vervangen door modernere alternatieven. Tegenwoordig zijn transistorvoltmeters (TVM) en veld-effectvoltmeters (FETVM) de voorkeur voor spanningsmeetopdrachten. Deze nieuwere instrumenten bieden verbeterde prestatiekenmerken, zoals hogere ingangsimpedantie, breder frequentierespons, betere stabiliteit en verbeterde nauwkeurigheid. Ze zijn ook compacter, energie-efficiënter en betrouwbaarder, waardoor ze beter geschikt zijn voor de eisen van hedendaagse elektrische en elektronische ingenieursprojecten.
